CH659797A5

CH659797A5 - Pressenrahmen.

Info

Publication number: CH659797A5
Application number: CH3623/83A
Authority: CH
Inventors: Mitsuo Sato
Original assignee: Aida Eng Ltd
Priority date: 1982-07-14
Filing date: 1983-07-01
Publication date: 1987-02-27
Also published as: DE3325305C2; DE3325305A1; JPS5913599A; FR2530166A1; US4502379A; GB8318317D0; JPH0138599B2; FR2530166B1; IT1163753B; GB2124974A; SU1360580A3; GB2124974B; IT8322004A0

Description

Die Erfindung betrifft einen Pressenrahmen, insbesondere einen Rahmen einer mechanischen Presse.

Unter den Rahmen für mechanische Pressen gibt es eine mehrteilige Ausführung, welche aus einem getrennten Oberteil, Säulen und einem Unterteil besteht, die mittels Spannstangen zusammengehalten sind, sowie eine einteilige Ausführung, wobei alle diese Teile in einem Block vereinigt sind. Bei jeder Ausführung dieser Rahmen können sich jedoch die Kurbelstangen, welche die Kurbelwelle und den Schieber verbinden, unter der Hitzeeinwirkung von dem Lager des drehenden Teiles verlängern, wenn die Presse in Betrieb gesetzt wird. Folglich unterliegt der Abstand zwischen der oberen Matrize an dem Schieber und der unteren Matrize auf der Unterlage Veränderungen vom Beginn der Pressentätigkeit bis zu dem Zeitpunkt, wo sich normale Arbeitsbedingungen eingestellt haben.

Figur 7 der beigefügten Zeichnungen zeigt einen mehrteiligen Rahmen einer mechanischen Presse nach dem Stand der Technik. Dabei sind hohle Säulen 3,3 zwischen einem Oberteil 1 und einem Unterteil 2 angeordnet und Spannstangen 4,4 verlaufen innerhalb der Säulen 3, 3. Diese Spannstangen 4,4 gehen durch diese Säulen hindurch und stehen an beiden Enden aus dem Oberteil 1 und dem Unterteil 2 heraus, wo diese oberen und unteren Stangenenden unter Bildung eines Pressenrahmens mittels Muttern 5, 5 verschraubt sind.

Ein Schieber 6 wird innerhalb der Säulen 3, 3 geführt und sitzt an Kolbenstangen 7, 7, die auf einer drehbaren Kurbelwelle im Oberteil 1 gelagert sind. Eine obere Matrize 8 ist an dem Schieber 6 angeordnet, während eine untere Matrize 9 sich auf dem Unterteil 2 befindet.

Da die Querschnitte der Kurbelstangen 7, 7 im Verhältnis zur Länge gering sind, bewirkt die Hitzeeinwirkung deren Ausdehnung in Längsrichtung, wobei sich die Lage des Schiebers verändert und der Abstand zwischen der oberen und der unteren Matrize verringert.

Beim Leerlauf der Presse bewirkt die Abstandsänderung zwischen der oberen und der unteren Matrize, dass der Stempel weiter als vorgesehen in die untere Matrize eindringt und diese zerstört. Beim Prägevorgang senkt sich die obere Matrize ebenfalls weiter als in die vorgesehene Lage ab, so dass die bearbeiteten Werkstücke dünner sind. In beiden Fällen tritt eine Überlastung der Antriebseinrichtung in dem Pressenrahmen ein, was zu einer Verkürzung der Lebensdauer der Presse führt.

Zum Schutz der Pressen vor den vorstehend erwähnten Gefahren gab es bisher nur eine Möglichkeit, nämlich die Verstellung des Schiebers, d.h. die Matrizenhöhenverstel-lung.

5 Auch wenn zwei Werkstücke gleichzeitig zusammen während eines Pressvorganges zugeführt werden, erfolgt eine sehr grosse Überbelastung der Matrizen, was einen Klemmzustand hervorruft, ein Zustand, bei dem der untere Totpunkt von der Drehkraft der Kurbelwelle nicht überwunden io werden kann. Zur Vermeidung dieses Zustandes war es notwendig gewesen, eine besondere Einrichtung für diesen Zweck vorzusehen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Pressenrahmens, welcher sowohl in mehrteiliger Ausführung als i5 auch in Blockform verwendbar ist und wobei die Verstellung der Matrizenhöhe und die Aufhebung des Klemmzustandes durch eine einfache Massnahme bewirkt werden kann.

Hierzu ist ein solcher Pressenrahmen erfindungsgemäss gekennzeichnet durch Abstützungen zwischen dem Oberteil 20 und dem Unterteil, welche in Richtung der Dehnung des Abstandes zwischen diesen beiden Teilen wirken.

Dabei können diese Abstützungen Säulenform aufweisen, welche radial in eine obere Stütze und in eine untere Stütze geteilt und deren aneinanderstossende Enden als Hy-25 draulikzylinder ausgebildet sind, die bei Zufuhr von Öldruck in die Zylinderkammer die Stützen axial auseinanderdrük-ken.

Diese Abstützungen können ferner auch in Zylinderform ausgebildet sein, welche Spannstangen aufnehmen und wo-30 von jeweils ein Ende als Hydraulikzylinder ausgebildet ist.

Diese zylindrischen Abstützungen können aber auch etwa in ihrer Mitte radial geteilt sein, wobei dann deren aneinanderstossende Enden als Hydraulikzylinder ausgebildet sind.

35 In den beigefügten Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungsmöglichkeiten eines erfindungsgemäss ausgebildeten Pressenrahmens sowie eine Ausführung des Standes der Technik und die erfindungsgemäss erzielte technische Wirkung dargestellt, wobei zeigen:

40 Figur 1 eine erste Ausführungsform, und zwar in Vorderansicht (A) und in Seitenansicht (B),

Figur 2 einen Schnitt nach II—II in Figur 1 (B),

Figur 3 eine zweite Ausführungsform in Vorderansicht (A) und in Seitenansicht (B),

45 Figur 4 einen Schnitt nach IV—IV in Figur 3 (A),

Figur 5 eine ähnliche Darstellung wie Figur 4 einer anderen Ausführungsmöglichkeit,

Figur 6 eine dritte Ausführungsform in Vorderansicht

(A) und in Seitenansicht (B),

so Figur 7 einen Pressenrahmen, wie erwähnt, nach dem Stand der Technik in Vorderansicht (A) und in Seitenansicht

(B) und

Figur 8 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der Matrizenhöhenveränderung von der Betriebszeit der 55 Presse.

In den Zeichnungen zeigen die Figuren 1 und 2 einen mehrteiligen Rahmen in einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei ein Oberteil und ein Unterteil mittels Zugstangen miteinander verbunden sind. Dabei sind ein Oberteil 60 10 und ein Unterteil 11 mittels Säulen 12,12 miteinander verbunden, die an den vier Ecken des Rahmens angeordnet sind. Der Rahmen selbst wird gebildet mittels durch den Oberteil 10 und den Unterteil 11 hindurchgehende Zugstangen 13, deren herausstehende Enden mittels Muttern 14,14 65 verschraubt sind.

Erfindungsgemäss sind nun Abstützungen 15,15 neben den Säulen 12,12 zwischen dem Oberteil 10 und dem Unterteil 11 angeordnet. Jede Abstützung 15 ist säulenförmig aus

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gebildet und radial in eine obere Stütze 16 und eine untere Stütze 17 geteilt (Figur 2). Das untere Ende der oberen Stütze 16 ist als ein Zylinder 18 ausgebildet, während das obere Ende der unteren Stütze 17 als ein Kolben 19 ausgebildet ist, wobei dieser Kolben in dem Zylinder 18 sitzt und die beiden Stützen zur Bildung der Abstützung 15 miteinander verbin-det.

Eine Öldruckzu- und ableitung 21, welche zu einer Zylinderkammer 20 zwischen dem Kolben 19 und dem Zylinder 18 führt, ist in der unteren Stütze 17 vorgesehen. Durch über die Zuleitung 21 zugeführten Öldruck werden die obere Stütze 16 und die untere Stütze 17 in axialer Richtung auseinandergedrückt, so dass eine Dehnung zwischen dem Rahmenoberteil 10 und dem Rahmenunterteil 11 auftritt und diese auseinanderdrückt. Der Abstand zwischen dem Oberteil 10 und dem Unterteil 11 wird auf diese Weise durch Veränderung des Öldrucks verändert.

Bei dieser Ausführung wird, wie auch in üblichen Ausführungen, ein Schieber 22 entlang der Säulen 12,12 geführt und von Kurbelstangen 23,23 betätigt, die ihrerseits durch Lagerung auf einer drehenden Kurbelwelle in dem Oberteil 10 angetrieben werden. Eine obere Matrize 24 sitzt an dem Schieber 22, während eine untere Matrize 25 sich am Rahmenunterteil 11 befindet.

Während der Pressentätigkeit verändert sich die Matrizenhöhe insbesondere in Abhängigkeit von der Ausbildung der drehenden Teile und des Schiebers sowie mit der Matrizenabnutzung. Das Ausmass dieser Veränderung ist jedoch nahezu gleichmässig im Laufe der Zeit. Wenn daher die Veränderungsbedingungen für jede Presse im voraus berechnet werden und der in die Zylinderkammer 20 zugeführte Öldruck so gesteuert wird, dass er sich nach den errechneten Werten ändert, ist es möglich, eine geeignete und konstante Matrizenhöhe während der Pressentätigkeit aufrecht zu erhalten.

Falls eine Überlastung zwischen den Matrizen erfolgt und der sog. Klemmzustand auftritt, wird ein Öldruck, welcher zur Aufhebung dieses Zustandes ausreicht, der Zylinderkammer 20 zugeführt.

Die Figuren 3,4 und 5 zeigen einen mehrteiligen Rahmen einer zweiten Ausführungsform, wobei die Zugstangen innerhalb der Abstützungen verlaufen. Dabei sind ein Oberteil 110 und ein Unterteil 111 mittels Zugstangen 113 miteinander verbunden. Da jedoch die Säulen 112,112 dick sind, sind sie hohl ausgebildet und nehmen die Zugstangen 113 auf. Die Abstützungen 115 sind ebenfalls hohlzylindrisch ausgebildet und zwischen den äusseren Säulen 112 und den inneren Zugstangen 113 angeordnet.

Die Abstützungen 115 nach Figur 4 bestehen nur aus einer oberen Stütze 116 allein, deren unteres Ende zu einem ringförmigen Kolben 119 ausgebildet ist. Dieser ringförmige Kolbenabschnitt sitzt in einem ebenfalls ringförmig ausgebildeten Zylinder 118 in dem Rahmenunterteil 111. Eine Öldruckzu- und -ableitung 121 zur Zuführung von Öldruck führt zu der Zylinderkammer 120.

Die Abstützung 115' nach Figur 5 besteht aus einer oberen Stütze 116' und einer unteren Stütze 117'. Das untere Ende der oberen Stütze 116' ist wieder zu einem ringförmigen Kolben 119' ausgebildet, während das obere Ende der unteren Stütze 117' die Form eines entsprechenden ringförmigen Zylinders aufweist. Eine Öldruckzu- und -ableitung 121' führt zu einer Zylinderkammer 120' durch die untere Stütze 117', so dass Öldruck dieser Zylinderkammer 120' zugeführt werden kann.

Figur 6 zeigt eine dritte Ausführung mit festen Säulen 212, 212 auf der rechten und linken Seite, verbunden durch einen Oberteil 210 und einen Unterteil 211, so dass der Oberteil, der Unterteil und die Säulen einen Block bilden. Je zwei

Abstützungen 215, 215 sind an der Vorderseite und der Rückseite der Säulen 212,212 angeordnet.

Da Zugstangen bei dieser Art von Rahmen nicht vorgesehen sind, können Abstützungen derselben Ausbildung wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden.

Weiterhin wurden Untersuchungen über die Beziehungen zwischen dem Zeitablauf der Pressentätigkeit und der Veränderungen in der Matrizenhöhe angestellt, die nachfolgend beschrieben werden:

Die hierfür verwendete Presse war eine 80-Tonnen-Presse und die Raumtemperatur, wo die Untersuchungen durchgeführt wurden, betrug 20' C. Die Presse lief kontinuierlich mit 400 Hub/Minute ohne irgendwelche Belastung unter folgenden vier Bedingungen:

A: Ohne Verstellung

B: Vorheizung der Kurbelstangen auf 40 C ohne Verstellung der Hubzylinder, Endtemperatur der Kurbelstangen: 62°C

C: Verstellung der Hubzylinder, wobei die Matrizenhöhe von 0,14 mm um kleine Werte sechsmal in den ersten 30 Minuten verstellt wurde,

D: Vorheizung der Kurbelstangen auf 40CC und Verstellung der Hubzylinder, wobei die Matrizenhöhe von 0.12 mm um kleine Werte siebenmal in den ersten 30 Minuten und einer Stunde verstellt wurde, Endtemperatur der Kurbelstangen: 62°C.

Figur 8 zeigt die Ergebnisse dieser Untersuchungen unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen A — D. Hierbei ist zu sehen, dass unter allen diesen Bedingungen sich die Veränderung der Matrizenhöhe nach 1,5 Stunden vom Tätigkeitsbeginn stabilisiert und dass es nur eine geringe Differenz in dem Veränderungsausmass zum Zeitpunkt nach 3 Stunden gibt. Daraus ergibt sich, dass normale Arbeitsbedingungen der Pressentätigkeit nach einem Zeitabschnitt von 1,5 bis 2 Stunden nach Beginn der Pressentätigkeit erhalten werden.

Der den Hubzylindern zugeführte Öldruck und das Ausmass der Veränderung in der Matrizenhöhe ändern sich entsprechend den Abmessungen der Zylinder in dem Rahmen. Wenn beispielsweise der Zylinder der hohlen Abstützung nach Figur 4 eine ringförmig ausgebildete Öldruckkammer aufweist, deren Aussendurchmesser 180 mm und deren Innendurchmesser 130 mm ist, besitzt die Öldruckkammer eine Fläche von 121,68 cm2. Wenn eine solche Öldruckkammer an vier Stellen des Rahmens angeordnet wird, beträgt die Gesamtfläche aller Kammern 486,72 cm2. Wenn dann Öldruck von 100 kg/cm den Kammern zugeführt wird, wird der Pressenrahmen einer Dehnungskraft von etwa 48,7 t ausgesetzt.

Das Ausmass der Veränderung in der Matrizenhöhe bei Öldrücken von 0 — 350 kg/cm2 bei der 80-Tonnen-Presse, wie sie bei den Untersuchungen verwendet wurde, ist folgender-massen:

Zugeführter Gesamtrahmen Veränderung der

Oeldruck belastung Matrizenhöhe

(kg/cm2) (t) (1,100 mm)

0

50

24,3

3

100

48,7

6

150

73,0

9

200

97,4

12

250

121,7

15

300

146,0

19

325

158,0

23

350

170,0

33

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

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4

Wie vorstehend erwähnt, sind die Ergebnisse der Untersuchungen Werte, wie sie bei der Verwendung einer 80-Tonnen-Presse erhalten werden. Wenn eine andere Presse verwendet wird, werden die Ausmasse in der Veränderung der Matrizenhöhe naturgemäss auch verschieden sein, selbst wenn dieselben Öldruckwerte zugeführt werden. Das Ausmass der Veränderung in der Matrizenhöhe muss daher bei jeder verwendeten Presse unter den Bedingungen, wie Raumtemperatur, gemessen werden, unter denen sie arbeiten soll, so dass die optimale Menge an Öldruck entsprechend der Veränderung der Matrizenhöhe bestimmt werden kann.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

3 tiiatt Zeichnungen

Claims

659 797 PATENTANSPRÜCHE

1. Pressenrahmen, gekennzeichnet durch Abstützungen (15; 115; 215) zwischen einem Oberteil (10; 110; 210) und einem Unterteil (11; 111; 211), welche in Richtung der Dehnung des Abstandes zwischen diesen beiden Teilen wirken.

2. Pressenrahmen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Abstützungen (15; 215) in Säulenform, welche radial in eine obere Stütze (16) und in eine untere Stütze (17) geteilt und deren aneinanderstossende Enden als Hydraulikzylinder (18,19,20) ausgebildet sind, die bei Zufuhr von Öldruck in die Zylinderkammer (20, 21) die Stützen axial auseinanderdrücken.

3. Pressenrahmen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Abstützungen (115) in Zylinderform, welche Spannstangen (113) aufnehmen und wovon jeweils ein Ende als Hydraulikzylinder (118,119,120) ausgebildet ist.

4. Pressenrahmen nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch zylindrische Abstützungen (115'), welche etwa in der Mitte radial geteilt und deren aneinanderstossende Enden als Hydraulikzylinder (119', 120') ausgebildet sind.